МКТ — Задание 10 ЕГЭ по физике №00047474

Нужно перевести словесное описание каждого процесса на язык графика в осях $p$–$V$ и найти подходящую картинку. Стрелок на графиках нет, поэтому порядок звеньев восстанавливаем сами.

Сначала вспомним, как выглядят изопроцессы в осях $p$–$V$.

При постоянном давлении линия горизонтальная: давление не меняется, меняется только объём.

При постоянном объёме линия вертикальная.

При постоянной температуре по закону Бойля–Мариотта $pV=\text{const}$ — это кривая (гипербола): чем больше объём, тем меньше давление.

Процесс 1. Нагрев при постоянном давлении: по закону Гей-Люссака объём растёт вместе с температурой, значит, точка едет по горизонтали вправо. Затем давление растёт при постоянном объёме — вертикальный отрезок вверх. Затем при постоянной температуре давление падает до прежнего значения — точка идёт по гиперболе вниз и вправо (объём растёт) до того уровня давления, с которого начинали.

Ровно так выглядит график 1: горизонталь вправо, вертикаль вверх, кривая вниз до начального давления. График 2 не подходит: в нём вертикальный отрезок стоит первым, а не вторым.

Процесс 2. Сначала объём и давление растут одновременно — это наклонный отрезок вверх-вправо. Такой отрезок есть на графиках 3 и 4. Дальше объём уменьшается при постоянном давлении, то есть от верхнего конца наклонного отрезка должна идти горизонталь влево. Потом давление падает при постоянном объёме — вертикаль вниз, и газ приходит в начальную точку.

На графике 4 от верхней точки идёт горизонталь влево, а затем вертикаль вниз к началу наклонного отрезка — это процесс 2. На графике 3 от верхней точки идёт вертикаль вниз, а горизонталь лежит внизу: звенья там идут в другом порядке.

Проверим себя. Процесс 2 возвращает газ в исходное состояние — и фигура на графике 4 замкнута. Процесс 1 не замкнут: давление вернулось к прежнему, а объём стал больше, — и график 1 тоже не замкнут, его последняя точка правее первой.

Итог: процессу 1 соответствует график 1, процессу 2 — график 4.